Candidature à l’Université Grenoble Alpes

Comportement mécanique des matériaux hétérogènes
sous conditions mécaniques extrêmes
Poste MCF n°252304 – Section 60

F. Loiseau
flavien.loiseau@ensta.fr

6 mai 2025

Présentation de mon parcours

  1. Cursus
  2. Recherche
  3. Enseignement
  4. Activités collectives

Cursus

2011–2014

BAC Technologique STI2D

2014–2016

CPGE Techniques et Sciences Industrielles

2016–2020

ENS Paris-Saclay

  • L3 pluridisciplinaire (GM, GC, GE)
  • M1 Mécanique des Matériaux et des Structures
  • M2E Formation à l’Enseignement Supérieure en Mécanique
  • M2R Mécanique des mAtériaux pour l’inGénierie et l’Intégrité des Structures

2020–2023

Thèse au Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay (ENS Paris-Saclay)

Encadrée par Rodrigue Desmorat et Cécile Oliver-Leblond

2024–…

Post-doctorat à l’IMSIA (ENSTA)

Encadré par Véronique Lazarus

Recherche (projets/stages)

Projet + M1

Endo
Méth. Num.

M. Jirásek
ČVUT, Prague

O. Allix
LMT, Cachan

M2E FESup

Méth. Num.
Méca. Flu.

F. Hafid
RTE, Paris

S. Langlois
UdeS, Sherbrooke

M2R MAGIS

Fissuration
Méth. Num.

C. Maurini
SU, Paris

J. Hure
CEA, Saclay

Recherche (thèse)

2020–2023

Formulation de l’endommagement anisotrope des matériaux et stuctures quasi-fragiles basée sur la simulation discrète de la fissuration

R. Desmorat, C. Oliver-Leblond
1 article, 2 conférences internationales, 1 conférence nationale, 2 GdR.

Dataset publié en open access sur RechercheDataGouv.

Recherche (postdoc)

2024–Présent

Theoretical and numerical study of crack propagation
in heterogenous and/or anisotropic materials

V. Lazarus
1 article, 2(+2) conférences internationales, 1(+1) conférence nationale.

Contributions variées

  • Biais numériques en champ de phase
  • Modèles de fissuration anistrope
    • Mécanique de la rupture classique
    • Fissuration par champ de phase
  • Fissuration en milieux hétérogènes
  • Méthodes de path-following (arc-length)
  • Dialogue experimental fort

Recherche (encadrement)



2022

Première Expérience Immersive de Recherche (M1) – A. Marlot

Effet de la variabilité géométrique (meso-structure et fissuration) sur le tenseur d’élasticité effectif dans le modèle discret beam-particle

2023

Stage de Recherche (M2) – L. Védrine

Étude des effets de taille et de l’endommagement non-local dans les structures quasi-fragiles basée sur des simulations discrètes
1 article (Védrine et al., 2025), 1 présentation en Congrès Junior.

2024

Stage Projet de Recherche (M1) – A. Ecotiere

Simulation par champ de phase faiblement anisotrope de la fissuration dans un acier duplex imprimé en 3D.

Enseignement

Avant 2020

Divers

Aide aux devoirs (pour lycéens)
Interventions l’IUT de Cachan (M2E FESup)

2020–2023

Mission d’enseignement – ENS Paris-Saclay – L3 et M1 Génie Civil

Méthodes Numériques, Mécanique des Fluides, Propagation d’ondes, Matlab.

2024

Vacation – ENSTA – L3 et M1 Mécanique

MMC solide élastique, Comportements non-linéaires, Fatigue, Rupture.


Évolution de la formation

  • Sujet de TD de Méthodes Numériques
  • Automatisation de la répartition pour séance de soutien Matlab
  • Supports TP et Examen de Mécanique de la rupture en FEniCSx

Implication dans des activités collectives


Projets de recherche

  • ANR 3FAM : IMSIA, LMPS, Northeastern University – Collaboration expé.
  • Projet FradAddi : IMSIA, PMC – Collaboration physique.

Pérénisation et partages des développements

  • Contributions aux codes internes : DEAP, fragma, gcrack.
  • Publications de données dans des archives ouvertes: Zenodo, RechercheDataGouv.

Animation scientifique

  • Organisation des séminaires hedbomadaires de l’équipe COMET au LMPS (2 ans).
  • Lancement et organisation des séminaires internes du Pôle Mécanique de l’IPP.

Projet d’intégration en recherche

Projet d’intégration en recherche

Équipe Risques, Vulnérabilité des structures et comportement mécanique des matériaux.

Objectif

Développer des modèles théoriques et numériques pour les matériaux hétérogènes sous sollicitations dynamiques.

Points de focus

  • Dégradation (endommagement, rutpure, etc.)
  • Dialogue avec l’experimental via
    • l’intégration de données
      (\(\mu\)-structure, sollicitations),
    • la comparaison des résultats
      (mesures de champs, faciès de fissuration).
  • Représentation explicite des hétérogénéités.

Illustration dialogue expérimental-numérique.

Plateforme ExperDYN

Sollicitations à différentes vitesses

Vérin rapide

Barres d’Hopkinson

Lanceur à gaz

Moyens de mesure variés

  • Tomographie
    • \(\mu\)-structure, fissuration via sarcophage.
  • Gauges de déformation
  • Interférométrie laser
  • Mesures de champs

Contributions pour la plateforme ExperDYN

Répondre au besoin en matière de numérique

Contribution

Modèles numériques exploitant la richesse des données expérimentales disponibles.

Exemple d’études possibles

Propagation de fissure en milieu hétérogène
sous sollicitation dynamique

Fissures dans des éprouvettes de bétons soumises à un essai d’écaillage à bascule (Sapay & Forquin, 2025).

Fragmentation des matériaux hétérogènes
en dynamique rapide

Fragmentation d’une céramique lors d’un essai d’impact par le bord
(Forquin et al., 2018).

Propagation de fissure en milieu hétérogène
sous sollicitation dynamique

Objectif

Établir une modélisation de base et y intégrer les effets de \(\mu\)-structure.

Illustration de l’essai d’écaillage à bascule (Sapay & Forquin, 2025).

Différentes approches numériques

  • Fissuration par champ de phase
  • Modèles d’endommagement non-locaux
  • Modèle discret

Dialogue experimental

  • Mesures de \(\mu\)-structure via tomographie
  • Utilisation de SPAM pour maillage
  • Mesure de champ

Extension vers la fragmentation


Objectif

Étendre les modèles proposés pour traiter les cas de fragmentation.

Points de focus

  • Modélisation
    • Initiation, possiblement à partir de défauts existants.
    • Branchement, bifurcations, etc.
  • Numérique
    • Incorporation des défauts initiaux
      (mesure tomo)
    • Schémas d’intégration temporel
      (conservation de l’énergie)
    • Performance des modèles

TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration
TODO Illustration

Projet d’intégration en enseignement

Adéquation au profil recherché

Équipe Génie Civil de l’UFR PhITEM à l’Université Grenoble Alpes



Profil recherché

Adéquation

Programmes de Licence et Master

Expériences en IUT/L3/M1

Expérience et Compétences Générales
   ✓ Expérience d’enseignement en Génie Civil
   ✓ Intégration dans les enseignements transversaux
   ~ Culture générale Génie Civil


ENS Paris-Saclay (GC)
FESup, Encadrement
~

Type enseignements visés
   Matériaux, structures et calcul réglementaire


Formation + Recherche

Intégration dans les formations de l’UFR PhITEM



Structures
Mécanique des solides déformables (L3)
Calcul et modélisation des structures (L3)
Outils numériques pour le GC (M1)

\(\rightarrow\) Monitorat ENS PS + Vacation ENSTA

Calculs réglementaires
Construction métallique (L3)
Construction bois (L3)
Matériaux et réglementation (L3)
Projets - Calculs réglementaires en GC (L3)

\(\rightarrow\) Monitorat ENS PS (GC)

Matériaux
Durabilité des matériaux du GC (M2 CDE)
Béton armé, Acier, Bois (L3/M1/M2)

\(\rightarrow\) PhD + Monitorat ENS PS + Vacation ENSTA

Transverse
Projet pluridisciplinaire (M1)
Bureaux d’études (M2 CDE)
Tutorat stage

\(\rightarrow\) Formation pluridisciplinaire + Encadrement

Autres interventions possibles
Parcours GCER (international)

\(\rightarrow\) M2R MAGIS (anglais) + CAE

Évolution des formations



Maîtrise de nombreux outils numériques

  • Programmation : Python, C++, Matlab, Julia, etc.
  • Calcul scientifique : librairies EF, calcul symbolique, etc.
  • Autres formats : Notebook, Docker, Matlab Grader, Desmos, etc.

Paricipations aux discussions sur les sujets d’actualité

  • Place de l’intelligence articifielle dans les enseignements du GC
  • Développement durable en GC

À terme, intérêt pour prendre responsabilités en enseignement

Synthèse profil – Flavien Loiseau

Recherche

  • Modèles théoriques et numériques
  • Matériaux hétérogènes
  • Sollicitations dynamiques
  • Dialogue fort avec expérimental

Enseignement

  • Formation à l’enseignement (M2E FESup)
  • Formation pluridisciplinaire
  • Expériences L3/M1 (dont GC)
  • Encadrements
  • Compétences numériques

Merci pour votre attention !

References

References

Forquin, P., Rossiquet, G., Zinszner, J.-L., & Erzar, B. (2018). Microstructure influence on the fragmentation properties of dense silicon carbides under impact. Mechanics of Materials, 123, 59‑76. https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2018.03.007
Loiseau, F., & Lazarus, V. (2025). How to introduce an initial crack in phase field simulations to accurately predict the linear elastic fracture propagation threshold? arXiv. https://doi.org/10.48550/arXiv.2502.03900
Sapay, M., & Forquin, P. (2025). Dynamic crack velocity and fracture toughness in concrete using two full-field measurement techniques: Effect of free-water. Engineering Fracture Mechanics, 316, 110856. https://doi.org/10.1016/j.engfracmech.2025.110856
Védrine, L., Loiseau, F., Oliver-Leblond, C., & Desmorat, R. (2025). Calibration of non-local damage models from full-field measurements: Application to discrete element fields. European Journal of Mechanics - A/Solids, 112, 105611. https://doi.org/10.1016/j.euromechsol.2025.105611